12.3 实验:电池电动势和内阻的测量(培优.含解析)-2025-2026学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

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名称 12.3 实验:电池电动势和内阻的测量(培优.含解析)-2025-2026学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
格式 docx
文件大小 2.1MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-11-25 17:49:24

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12.3实验:电池电动势和内阻的测量
一.选择题(共6小题)
1.图甲、乙、丙、丁中,电流表A内阻约1.0Ω,电压表V内阻约1kΩ,电压表示数为U,电阻箱接入电路的阻值为R,关于测定电源电动势和内阻的实验,下列说法正确的是(  )
A.图甲适用于内阻较小的电源,电动势的测量值等于真实值
B.图乙的系统误差来源于电流表分压,内阻的测量值小于真实值
C.图丙,内阻的测量值等于电源内阻与电流表内阻之和
D.图丁,U﹣R的图像是一条倾斜的直线
2.某小组尝试用不同方法测量一节干电池的电动势和内阻,他们设计了四种实验方案,分别用到如下器材组合,其中无法达成实验目的的是(  )
A.一个电流表和多个定值电阻
B.一个电压表和多个定值电阻
C.两个电流表和一个滑动变阻器
D.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器
3.利用如图电路测量电池的电动势E和内阻r时,通过调节电阻箱R的阻值,记录相应电流表示数I,根据U=IR算出相应路端电压值。若利用U﹣I图像分析由电流表内电阻引起的实验误差,在如图中,实线是根据实验数据(U=IR)描点作图得到的U﹣I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U﹣I图像(没有电流表内电阻影响的理想情况)。下列图像中正确的是(  )
A. B.
C. D.
4.如图是测量电源电动势和内电阻的电路,关于误差的说法正确的是(  )
A.由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值小于真实值
B.由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值大于真实值
C.由于电压表的分流作用,使内电阻的测量值小于真实值
D.由于电压表的分流作用,使内电阻的测量值大于真实值
5.某同学用如图1所示电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验,并根据测得的数据做出了如图2所示的U﹣I图像,下列说法正确的是(  )
A.短路电流为1.40A
B.电源内阻的测量值为3.5Ω
C.由于电流表的分压作用,内阻的测量值小于真实值
D.由于电压表的分流作用,内阻的测量值大于真实值
6.利用图甲和图乙两种电路,分别测定同一节干电池的电动势和内阻,下列说法正确的是(  )
A.甲电路误差的主要原因是电流表分压
B.乙电路误差的主要原因是电压表分流
C.甲电路中的滑动变阻器滑片向右滑动,电流表的示数减小
D.假设甲电路和乙电路的滑动变阻器被短路,则流过电池的电流不同
二.多选题(共3小题)
(多选)7.某物理兴趣小组在学校组织的课外实践活动中,为了深入探究水果电池的特性,选用新鲜柠檬制作了一个水果电池。为测量该水果电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路讲行实验。实验过程中,通过调节电路中的可变电阻R,测量并记录下不同电流值对应的路端电压值,并根据测得和记录的数据作出了如图乙所示的U﹣I图像。由图像可知下列说法正确的是(  )
A.电池电动势的测量值为1.20V
B.电池内阻的测量值为40Ω
C.外电路发生短路时电流表的示数为0.3A
D.电压表的示数为1.00V时,电流表的示数I=0.5mA
(多选)8.如图甲所示,定值电阻R0=1.0,闭合开关S,改变电阻箱R阻值,得到多组R、I值,并作出了如图乙所示的R?1I图线(电流表内阻近似为0),则(  )
A.电源电动势为5.0V
B.电源内阻为1.5Ω
C.利用该装置测得的电动势大于其真实值
D.利用该装置测得的内阻大于其真实值
(多选)9.用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图所示的U﹣I图线,由图乙可知(  )
A.电池内阻的测量值是3.50Ω
B.外电路发生短路时的电流为0.40A
C.电池电动势的测量值是1.40V
D.电压表的示数为1.20V时电流表的示数I′=0.20A
三.填空题(共4小题)
10.为测量某家用电器内电池的电动势和内阻,小何同学将电阻箱R和阻值为1.0Ω的定值电阻R0串联后接在该电池的两端,如图所示。当电阻箱阻值为1.0Ω时电压表读数为6.4V;电阻箱阻值为6.5Ω时电压表读数为7.5V。则该电池的电动势为     V,内阻为     Ω。
11.利用如图甲所示电路测定一节干电池的电动势和内电阻。实验后得到U﹣I图像如图乙所示,由图像可知:测得的电动势E=     V;内电阻r=     Ω。
12.“用DIS测某电源的电动势和内阻”的实验,得到如图所示的U﹣I图,根据图像可知电源电动势为     V,内阻为     Ω。
13.某物理兴趣小组测量一电池的电动势和内阻。按照图甲所示连接好电路,闭合开关,调节电阻箱,测得多组电阻箱接入电路的阻值R及对应的电流表的示数I,得1I?R图线如图乙所示,已知R0=4Ω。
(1)根据图像可知电池的电动势为    V,内阻为    Ω(两空均保留1位小数)。
(2)考虑到电流表内阻的影响,电动势的测量值    实际值,内阻的测量值    实际值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
四.实验题(共2小题)
14.某同学利用图甲电路测量某电源的电动势E(约6V)和内阻r(约1Ω),其中R为电阻箱,R0为定值电阻(实验室有“5Ω”“20Ω”和“30Ω”三种规格定值电阻供选择),电压表内阻约3000Ω,多次改变电阻箱的阻值R,记录下对应的电压表读数U,并作出如图乙所示图线。
(1)由图乙数据可知,该同学选用的定值电阻R0的阻值是    (选填“5Ω”“20Ω”或“30Ω”)。
(2)根据图乙中的数据可知,测得该电源的电动势E=    V,内阻r=    Ω。(结果保留3位有效数字)
15.小马同学设计了如图1所示的电路精确测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)请你用笔画线代替导线,按照图甲的电路将图2的实物图连接成电路。
(2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录电阻箱电阻R及电流表对应的读数I,作出1I?1R图像,得出图像的斜率为k,与纵轴的截距为a,则电池的电动势E=    ,电池的内阻r=    (均用已知和测量的物理量符号表示)。
(3)已知小灯泡伏安特性曲线如图3所示,若将两只相同的灯泡并联后与电动势为3V,内阻为2.5Ω的电源组成闭合回路,则每只小灯泡实际消耗的功率为    W(结果保留3位有效数字)。
12.3实验:电池电动势和内阻的测量
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
1.图甲、乙、丙、丁中,电流表A内阻约1.0Ω,电压表V内阻约1kΩ,电压表示数为U,电阻箱接入电路的阻值为R,关于测定电源电动势和内阻的实验,下列说法正确的是(  )
A.图甲适用于内阻较小的电源,电动势的测量值等于真实值
B.图乙的系统误差来源于电流表分压,内阻的测量值小于真实值
C.图丙,内阻的测量值等于电源内阻与电流表内阻之和
D.图丁,U﹣R的图像是一条倾斜的直线
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;实验探究能力.
【答案】C
【分析】根据内接法的特点分析判断;分析电压表的分流判断;根据闭合电路欧姆定律推导图像对应的函数表达式,结合图像判断。
【解答】解:A.图甲是内接法,适用于电流表内阻已知或内阻较大的电源,电动势的测量值等于真实值,故A错误;
B.图乙中电压表有分流作用,电流表测量的不是总电流,由闭合电路欧姆定律可知内阻的测量值小于真实值,故B错误;
C.对图丙,由闭合电路欧姆定律可得E=I(r+RA+R)
整理得1I=1E×R+1E×(r+RA)
由图像可得内阻的测量值,即电源内阻与电流表内阻之和,故C正确;
D.对图丁有E=U+UR×r
整理得1U=rE×R+1E
由上式可知1U?R的图像是一条倾斜的直线,故D错误。
故选:C。
【点评】本题关键掌握测定电源电动势和内阻的实验原理及误差分析方法。
2.某小组尝试用不同方法测量一节干电池的电动势和内阻,他们设计了四种实验方案,分别用到如下器材组合,其中无法达成实验目的的是(  )
A.一个电流表和多个定值电阻
B.一个电压表和多个定值电阻
C.两个电流表和一个滑动变阻器
D.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器
【考点】测量普通电源的电动势和内阻;用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内阻.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】C
【分析】根据闭合电路欧姆定律,结合伏安法以及滑动变阻器的特点分析求解。
【解答】解:A.由闭合电路欧姆定律:E=I(R+r)知一个电流表和多个定值电阻可以测定干电池的电动势和内阻,故A正确;
B.由闭合电路欧姆定律:U=E?URr知一个电压表和多个定值电阻可以测定干电池的电动势和内阻,故B正确;
C.因不能读出滑动变阻器的阻值,故C错误。
D.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器属于用伏安法测定干电池的电动势和内阻的实验器材,故D正确。
本题选选无法达成实验目的的,故选:C。
【点评】本题考查了测量一节干电池的电动势和内阻的实验,理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
3.利用如图电路测量电池的电动势E和内阻r时,通过调节电阻箱R的阻值,记录相应电流表示数I,根据U=IR算出相应路端电压值。若利用U﹣I图像分析由电流表内电阻引起的实验误差,在如图中,实线是根据实验数据(U=IR)描点作图得到的U﹣I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U﹣I图像(没有电流表内电阻影响的理想情况)。下列图像中正确的是(  )
A. B.
C. D.
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】实验题;实验探究题;定量思想;推理法;恒定电流专题;实验探究能力.
【答案】C
【分析】根据闭合电路欧姆定律,结合电路结构,分别求出两种情况下U﹣I图像表达式,再进行比较判断。
【解答】解:考虑电流表内阻,由闭合电路的欧姆定律得:E=I(R+RA+r)=IR+IRA+Ir=U+IRA+Ir
整理得:U=E﹣I(RA+r),图像是实线图像
不考虑电流表内阻影响,由闭合电路的欧姆定律得:E=I(R+r)=IR+Ir=U+Ir
整理得:U=E﹣Ir,实验图像是虚线图像
图像与纵轴交点表示电动势,U﹣I图像斜率的绝对值表示电源内阻,
由U﹣I表达式可知,电流表内阻对电动势的测量没有影响,即图像纵轴截距相同,
考虑电流表内阻时U﹣I图像的斜率大于不考虑电流表内阻时的斜率,即实线的斜率大于虚线的斜率,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了实验误差分析,应用闭合电路的欧姆定律求出图像的函数解析式即可解题。
4.如图是测量电源电动势和内电阻的电路,关于误差的说法正确的是(  )
A.由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值小于真实值
B.由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值大于真实值
C.由于电压表的分流作用,使内电阻的测量值小于真实值
D.由于电压表的分流作用,使内电阻的测量值大于真实值
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】误差分析和数据处理;等效替代法;恒定电流专题.
【答案】C
【分析】分析电路结构,明确电路中误差来源,并能根据图象比较真实值和测量值之间的关系,从而分析误差结果.
【解答】解:由图示可得,电压表测路端电压,由于电压表的分流作用,使电流表的测量值小于真实值(通过电源的电流);实验误差是由于电压表的分流造成的;
当外电路短路时,电压表不分流,故短路电流相同;而测量的电流值要小于真实值;故作出测量值和真实值的图象如图所示;
由图示可知,伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法,由于电压表分流作用,电流表测量值偏小,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的U﹣I图象如图所示,由图象可知,电动势测量值小于真实值,电源内阻测量值小于真实值,故C正确,ABD错误;
故选:C。
【点评】本题考查了实验误差分析,分析清楚电路结构、知道实验误差的原因,并会应用图象进行分析误差现象.
5.某同学用如图1所示电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验,并根据测得的数据做出了如图2所示的U﹣I图像,下列说法正确的是(  )
A.短路电流为1.40A
B.电源内阻的测量值为3.5Ω
C.由于电流表的分压作用,内阻的测量值小于真实值
D.由于电压表的分流作用,内阻的测量值大于真实值
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;实验探究能力.
【答案】A
【分析】由图象的纵坐标可知电源的电动势,根据闭合电路欧姆定律和图象的性质可得出内电阻。分析电路图,由于电压表分流作用,导致测量误差。
【解答】解:AB、根据图1所示电路图,由闭合电路欧姆定律得:U=E﹣Ir
由图2所示U﹣I图像可知,电池电动势E=1.4V,电池内阻r=|k|=|1.4?1.00.4|Ω=1Ω
短路电流为I'=Er=1.41A=1.4A
故A正确,B错误;
CD、由于本实验中采用电流表相对电源的外接法,由于电压表分流作用,电流表示数偏小,造成了内阻的测量值小于真实值,故CD错误。
故选:A。
【点评】理解实验原理是解题的前提,分析清楚图示电路结构,应用闭合电路的欧姆定律求出图象的函数表达式,然后即可求解。
6.利用图甲和图乙两种电路,分别测定同一节干电池的电动势和内阻,下列说法正确的是(  )
A.甲电路误差的主要原因是电流表分压
B.乙电路误差的主要原因是电压表分流
C.甲电路中的滑动变阻器滑片向右滑动,电流表的示数减小
D.假设甲电路和乙电路的滑动变阻器被短路,则流过电池的电流不同
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】实验题;实验探究题;定性思想;实验分析法;恒定电流专题;理解能力.
【答案】D
【分析】根据伏安法测电源电动势与内阻原理分析两电路,明确两种接法中误差来源,并根据闭合电路欧姆定律分析滑片移动电流表示数变化以及滑动变阻器短路时电流大小。
【解答】解:A、甲电路中电压表测量电源的外电压准确,因为电压表起分流作用,电流表测量通过电源的电流偏小,即误差来自电压表的分流,故A错误;
B、乙电路中电流表测量通过电源的干路电流准确,因为电流表的分压作用,电压表测量的路端电压偏小,即误差来自电流表的分压,故B错误;
C、甲电路中的滑动变阻器滑片向右滑动,滑动变阻器接入阻值减小,外部电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,干路电流增大,路端电压减小,流过电压表电流减小,所以电流表的示数增大,故C错误;
D、如果甲电路中滑动变阻器短路,电流表和电压表并联,如果乙电路中滑动变阻器短路,电压表被短路,外电路中只有电流表,则可知,两种情况下外电阻大小不同,由闭合电路欧姆定律可知,流过电池的电流不同,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查测量电动势和电阻的实验误差情况,要注意掌握根据闭合电路欧姆定律分析电路的基本方法,并正确掌握实验误差情况分析方法。
二.多选题(共3小题)
(多选)7.某物理兴趣小组在学校组织的课外实践活动中,为了深入探究水果电池的特性,选用新鲜柠檬制作了一个水果电池。为测量该水果电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路讲行实验。实验过程中,通过调节电路中的可变电阻R,测量并记录下不同电流值对应的路端电压值,并根据测得和记录的数据作出了如图乙所示的U﹣I图像。由图像可知下列说法正确的是(  )
A.电池电动势的测量值为1.20V
B.电池内阻的测量值为40Ω
C.外电路发生短路时电流表的示数为0.3A
D.电压表的示数为1.00V时,电流表的示数I=0.5mA
【考点】测量水果电池的电动势和内阻.
【专题】定量思想;实验分析法;恒定电流专题;实验探究能力.
【答案】AD
【分析】根据闭合电路欧姆定律结合图像数据计算;根据图像横轴截距判断;根据闭合电路欧姆定律计算。
【解答】解:AB.根据闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir
可知电池的U﹣I纵轴截距等于电源电动势,即E=1.20V
电源内阻r=|ΔUΔI|=1.20?0(3.0?0)×10?3Ω=400Ω,故A正确,B错误;
C.由图可知外电路发生短路时电流表的示数为0.003A,故C错误;
D.电压表的示数为1.00V时,电流表的示数I=E?Ur=1.20?1.00400A=5×10?4A=0.5mA,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题关键掌握测量水果电池的电动势和内阻的实验原理及利用图像处理数据的方法。
(多选)8.如图甲所示,定值电阻R0=1.0,闭合开关S,改变电阻箱R阻值,得到多组R、I值,并作出了如图乙所示的R?1I图线(电流表内阻近似为0),则(  )
A.电源电动势为5.0V
B.电源内阻为1.5Ω
C.利用该装置测得的电动势大于其真实值
D.利用该装置测得的内阻大于其真实值
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;分析综合能力.
【答案】ABD
【分析】根据图示电路图应用闭合电路的欧姆定律求出图像的函数表达式,然后根据图示图像求出电源电动势与内阻,从而分析误差。
【解答】解:AB.根据闭合电路欧姆定律
I=ER+r+R0
解得:R=E×1I?(r+R0)
根据图像得:E=2.50.5V=5.0V,r+R0=2.5Ω
解得:r=1.5Ω
故AB正确;
C.该装置电流表内阻位置,实际的欧姆定律可得
I=ER+r+R0+RA
整理
R=E×1I?(r+R0+RA)
因此可发现斜率不变则测量的电动势和真实电动势一样,故C错误;
D.该装置测得的内阻是定值电阻、电源内阻、电流表内阻的串联值,由于电流表内阻未知,所以内阻测量值大于真实值,故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题考查了测电源电动势与内阻,根据图示电路图应用闭合电路的欧姆定律即可解题。
(多选)9.用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图所示的U﹣I图线,由图乙可知(  )
A.电池内阻的测量值是3.50Ω
B.外电路发生短路时的电流为0.40A
C.电池电动势的测量值是1.40V
D.电压表的示数为1.20V时电流表的示数I′=0.20A
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;分析综合能力.
【答案】CD
【分析】由图像的纵坐标可知电源的电动势测量值,由图像的斜率计算电源内阻;
根据I短=Er计算短路电流;
由闭合电路欧姆定律计算电流。
【解答】解:AC、由图示图像可知,电源的U﹣I图像与纵轴交点坐标值为1.40,则电源的电动势测量值为1.40V,电源内阻测量值为r=|ΔUΔI|=1.40?1.000.40Ω=1Ω,故A错误,C正确;
B、由闭合电路欧姆定律得:短路电流为 I短=Er=1.401A=1.40A,故B错误;
D、根据闭合电路欧姆定律得:I=E?Ur=1.40?1.201A=0.20A,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题考查测量电动势和内电阻实验的误差分析问题,要注意明确U﹣I图像的应用,能根据图像求解电动势和内电阻。
三.填空题(共4小题)
10.为测量某家用电器内电池的电动势和内阻,小何同学将电阻箱R和阻值为1.0Ω的定值电阻R0串联后接在该电池的两端,如图所示。当电阻箱阻值为1.0Ω时电压表读数为6.4V;电阻箱阻值为6.5Ω时电压表读数为7.5V。则该电池的电动势为  8  V,内阻为  0.5  Ω。
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】实验题;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】8;0.5。
【分析】根据闭合电路的欧姆定律,结合电阻箱不同电阻值时电压表的示数分析求解。
【解答】解:当电阻箱的电阻R=1Ω,电路中的电流I=UR+R0=6.42A=3.2A
根据闭合电路的欧姆定律可得E=U+Ir
同理当电阻箱的电阻R′=6.5Ω
电路中的电流I′=U′R′+R0=7.57.5A=1A
因为E=U′+I′r
代入数据解得E=8V,r=0.5Ω
故答案为:8;0.5。
【点评】本题考查了测量某家用电器内电池的电动势和内阻的实验,理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
11.利用如图甲所示电路测定一节干电池的电动势和内电阻。实验后得到U﹣I图像如图乙所示,由图像可知:测得的电动势E=  1.36  V;内电阻r=  0.8  Ω。
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】实验题;实验探究题;定量思想;实验分析法;恒定电流专题;实验探究能力.
【答案】1.36;0.8。
【分析】利用U﹣I图像截距和斜率计算电动势和内阻的方法。
【解答】解:根据闭合电路欧姆定律可得
U=E﹣Ir
所以U﹣I图像纵截距表示电源电动势,斜率的绝对值表示电源内阻,则
E=1.36V
r=1.36?0.561.0Ω=0.8Ω
故答案为:1.36;0.8。
【点评】本题关键掌握测定一节干电池的电动势和内电阻的实验原理、利用图像处理问题的方法。
12.“用DIS测某电源的电动势和内阻”的实验,得到如图所示的U﹣I图,根据图像可知电源电动势为  2.9  V,内阻为  7  Ω。
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;实验探究能力.
【答案】2.9,7
【分析】根据图示电路图求出图象的函数表达式,根据图示图象求出电源电动势与内阻。
【解答】解:由闭合电路欧姆定律
U=E﹣Ir
结合图像,图像纵截距表电动势大小:E=2.9V
图像斜率绝对值表电源内阻大小
r=2.9?1.50.2Ω=7Ω
故答案为:2.9,7
【点评】本题考查测量电动势和内电阻的实验方法,关键在明确根据闭合电路欧姆定律得出对应的表达式,再分析图象的意义,求得电动势和内电阻。
13.某物理兴趣小组测量一电池的电动势和内阻。按照图甲所示连接好电路,闭合开关,调节电阻箱,测得多组电阻箱接入电路的阻值R及对应的电流表的示数I,得1I?R图线如图乙所示,已知R0=4Ω。
(1)根据图像可知电池的电动势为 12.5  V,内阻为 1.0  Ω(两空均保留1位小数)。
(2)考虑到电流表内阻的影响,电动势的测量值 等于  实际值,内阻的测量值 大于  实际值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】实验题;实验探究题;定量思想;实验分析法;恒定电流专题;实验探究能力.
【答案】(1)12.5,1.0;(2)等于,大于。
【分析】(1)根据闭合电路欧姆定律推导图像对应的函数表达式,结合图像计算电动势和内阻;
(2)考虑到电流表内阻的影响,根据闭合电路欧姆定律推导图像对应的函数表达式,结合图像分析判断。
【解答】解:(1)根据闭合电路欧姆定律
E=I(R+R0+r)
整理得
1I=1ER+R0+rE
因此在1I?R图线中,利用图像的斜率和纵轴截距数据可得
1E=0.45?0V?1=0.08V?1
R0+rE=0.4Ω/V
解得
E=12.5V
r=1.0Ω
(2)考虑到电流表内阻的影响,欧姆定律的表达式应为
E=I(R+R0+r+rA)
整理得
1I=1ER+R0+r+rAE
图像的斜率不变,也就是电动势的测量值等于真实值,而内电阻的测量值应为内电阻与电流表内阻之和,因此测量值偏大。
故答案为:(1)12.5,1.0;(2)等于,大于。
【点评】本题关键掌握根据闭合电路欧姆定律推导图像对应的表达式,结合图像进行计算和判断。
四.实验题(共2小题)
14.某同学利用图甲电路测量某电源的电动势E(约6V)和内阻r(约1Ω),其中R为电阻箱,R0为定值电阻(实验室有“5Ω”“20Ω”和“30Ω”三种规格定值电阻供选择),电压表内阻约3000Ω,多次改变电阻箱的阻值R,记录下对应的电压表读数U,并作出如图乙所示图线。
(1)由图乙数据可知,该同学选用的定值电阻R0的阻值是 20Ω  (选填“5Ω”“20Ω”或“30Ω”)。
(2)根据图乙中的数据可知,测得该电源的电动势E= 6.25  V,内阻r= 1.25  Ω。(结果保留3位有效数字)
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】实验题;实验探究题;定量思想;推理法;恒定电流专题;实验探究能力.
【答案】(1)20Ω;(2)6.25;1.25。
【分析】(1)根据电压读数结合串联电路电压规律解答。
(2)应用闭合电路欧姆定律求出图像的函数表达式,然后根据图示图像求电源电动势与内阻。
【解答】解:(1)由图乙可知R=10Ω时,电压表示数为2V,电源电动势为6V,根据串联电路电压规律可知,定值电阻R0的阻值是20Ω。
(2)由闭合电路欧姆定律得E=U+I(r+R0)=U+UR(r+R0)
整理得1U=r+R0E×1R+1E
图像的斜率k=r+R0E=0.50?0.160.10Ω/V=3.4Ω/V,纵轴截距b=1E=0.16V﹣1
解得E=6.25V,r=1.25Ω。
故答案为:(1)20Ω;(2)6.25;1.25。
【点评】本题考查测量电动势和内阻的实验,关键是明确实验原理,根据闭合电路欧姆定律关系式进行变式,利用函数规律结合图像进行分析求解即可。
15.小马同学设计了如图1所示的电路精确测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)请你用笔画线代替导线,按照图甲的电路将图2的实物图连接成电路。
(2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录电阻箱电阻R及电流表对应的读数I,作出1I?1R图像,得出图像的斜率为k,与纵轴的截距为a,则电池的电动势E= (RA+R1)2aRA+aR1?k  ,电池的内阻r= k(RA+R1)aRA+aR1?k  (均用已知和测量的物理量符号表示)。
(3)已知小灯泡伏安特性曲线如图3所示,若将两只相同的灯泡并联后与电动势为3V,内阻为2.5Ω的电源组成闭合回路,则每只小灯泡实际消耗的功率为 0.442  W(结果保留3位有效数字)。
【考点】测量普通电源的电动势和内阻.
【专题】实验题;实验探究题;定量思想;实验分析法;恒定电流专题;实验探究能力.
【答案】(1)
(2)(RA+R1)2aRA+aR1?k,k(RA+R1)aRA+aR1?k;(3)0.442。
【分析】(1)根据图甲的电路连接实物图;
(2)考虑电流表的内阻,根据闭合电路欧姆定律推导图像对应的函数表达式,结合图像计算;
(3)在U﹣I图像中作出电源的U﹣I图线,根据交点数据利用电功率公式计算。
【解答】解:(1)按照图甲的电路将图2的实物图连接成电路,如图:
(2)根据闭合电路欧姆定律E=I(RA+R1)+[I+I(RA+R1)R]r
整理得1I=RA+R1+rE+RA+R1Er?1R
根据题意得RA+R1+rE=a,RA+R1Er=k
解得E=(RA+R1)2aRA+aR1?k,r=k(RA+R1)aRA+aR1?k
(3)将两个小灯泡并联接入电路中,设每一个小灯泡两端电压为U,电流为I,由闭合电路欧姆定律E=U+2Ir
在U﹣I图像中作出电源的U﹣I图线如图,两伏安特性曲线的交点纵横坐标值即表示小灯泡工作的电压和电流,所以有P=UI=1.30×0.34W=0.442W
故答案为:(1)
(2)(RA+R1)2aRA+aR1?k,k(RA+R1)aRA+aR1?k;(3)0.442。
【点评】本题关键掌握测量一节干电池的电动势和内阻的实验原理、利用图像斜率和截距计算电动势和内阻的方法。